Самодельный инкубатор: Arduino
Самодельный инкубатор: 3D печать
Самодельный инкубатор: результаты
В прошлой части мы разобрались с печатью элементов инкубатора на 3D принтере, теперь посмотрим на аппаратную и программную составляющие.
Аппаратная часть
В проекте использовались такие комплектующие:
Arduino UNO – ну тут все понятно, мозги системы.
LCD 1602 I2C – экран системы, брал сразу с модулем I2C, чтобы занимал меньше пинов на ардуине.
ИК приемник с пультом – не люблю возиться с кнопками, а тут вполне себе рабочее решение для управления системой. На Ali искать по запросу «IR Arduino».
DS18B20 – температурный датчик в герметичном корпусе с хорошей точностью измерений.
DHT11 – датчик температуры и влажности, точность никакая, поэтому с него берем только показания влажности, учитывая погрешность ±10%.
Модуль с 4 реле – для управления светом и вентиляторами. На Ali искать по запросу «Relay shield».
Сервопривод SG90 – для вращения лотков, я взял на всякий случай два, но пока стоит только один. Лоток с 8 яйцами крутит без проблем.
Блок питания на 12В — вполне достаточно 2 ампер. Обычно такие используются для светодиодной подсветки. На Ali можно искать по запросу «12v 2a».
LM2596 — DC–DC преобразователь: 12 вольт для питания Ардуины многовато, могут быть сбои в работе. Чтобы не покупать второй блок питания, с помощью этого модуля понижаем напряжение с 12В до 9В и подаем на ардуину.
Вентиляторы использовал стандартные, компьютерные, размером 60 мм. Не покупал, снял 2 шт. со старого системного блока. На Ali искать по запросу «60mm fan», но имеет смысл дойти до ближайшего компьютерного магазина, там может быть дешевле.
Поскольку на ардуине мало разъемов для питания +5В, землю и пин для подключения DS18B20 вывел на монтажную плату. К которой припаял 3 колодки и резистор на 4,7КОм.
Общая схема подключения, извиняюсь за качество. Ну и мог не угадать с цветами проводов, лучше уточнять для каждого компонента:
Общая стоимость всех компонентов обошлась примерно в 1000 рублей, закупался на AliExpress. Заказ лучше делать в одном магазине, получается экономия на стоимости доставки.
Программная часть
Программа на самом деле предельно простая. Управление температурой осуществляется по принципу термостата: холодно – греем, тепло – не греем. Температурный режим, вращение лотков и вентиляция зависят от текущего дня. В общем, смотрите исходники: servo.zip
Поскольку инкубатор делал в подарок, к нему прилагается небольшая инструкция. Если чего не дописал здесь – читайте в инструкции: incubator.pdf.
Полноценно инкубатор пока не использовали, только тестовые запуски: греет быстро, температуру держит, вентиляцию включает своевременно. Когда будет закладка, напишу отдельно о ее результатах.
Источник
Самодельный инкубатор с автоматическим наклоном лотков
Инкубатор был сделан для выведения домашней птицы, такой как перепела, куры, утки, гуси, индейки. Такое разнообразие стало возможно благодаря микроконтроллерной автоматике.
Материалы для корпуса:
— лист ЛДСП или старые мебельные щиты (как у меня)
— доска полового ламината
— лист алюминиевый с перфорацией
— два мебельных навеса
— саморезы
Инструменты:
— Циркулярная пила
— Дрель, сверла, сверло мебельное (для навесов)
— отвертка
Материалы для автоматики:
— монтажная плата, паяльник, радиодетали
— трансформатор на 220->12в
— электропривод DAN2N
— две лампы накаливания по 40Вт
— вентилятор на 12в компьютерный, средних размеров
Пункт 1. Изготовление корпуса.
При помощи циркулярной пилы из листа ЛДСП выпиливаем заготовки в соответствии с размерами на Рис. 1.
Просверливаем ряды вентиляционных отверстий Д=5 мм. спереди и сзади, по верху и по низу корпуса.
В результате получился полностью готовый корпус для инкубатора, дополнительно утеплять его не надо, электроника прекрасно справляется с обогревом ящика всего двумя лампочками.
Пункт 2. Лоток для яиц.
Главная деталь лотка, это основание, алюминиевый лист с частыми отверстиями для беспрепятственной циркуляции нагретого воздуха. Если нет аналогичного материала, то можно сделать дно из любого листового материала достаточной жесткости и насверлить в нем много отверстий Д=10 мм.
Боковины я сделал из ламината, в котором делаются пропилы до середины с шагом 50 мм, в них из садового шпагата заплетается сетка удержания яиц, по окончанию шпагат в пропилах проклеивается клеем Титан. Получается ячейка 50х50 мм, по размеру больших утиных яиц, чтобы не делать много разных лотков для разной птицы, поэтому куриные яйца в некоторых местах приходится немного распирать брусками из пенопласта. Вместимость такого лотка 50 яиц. Гусиные яйца закладываются в шахматном порядке, сетка из шпагата хорошо обжимает закладку.
Для перепелов изготавливается отдельный аналогичный этому лоток, но с шагом ячейки 30х30 мм, вместимость которого 150 яиц.
На этом вместительность инкубатора не заканчивается, потому, что есть еще второй ярус, второй лоток который при необходимости устанавливается сверху первого лотка.
На фото: Крепление (V) для верхнего лотка и металлическая скоба крепления к оси наклонного механизма.
Это (V) образное крепление расположено на обоих концах лотка и оно нужно только если планируется второй лоток. У верхнего дополнительного лотка такое же крепление только направлено вниз и входит клином в «ласточкин хвост» нижнего лотка.
Также на фото видна металлическая проушина для крепления лотка на флажок поворотного механизма.
На фото: Флажок поворотного механизма.
На фото: Противоположная сторона лотка.
Здесь видно (V) крепление и отверстие опорной оси лотка.
На фото: Опорная ось лотка.
Пункт 3. Устройство для наклона лотка с яйцами.
Для поворота оси с флажком, который в свою очередь наклоняет лоток с яйцами на 45 градусов в одну и другую сторону, я применил электропривод DAN2N, применяемый для труб вентиляции.
На фото: Стандартное место применения DAN2N, открытие и закрытие задвижки трубы.
Для управления сменой положения на управляющем контакте, подойдет любой таймер, который будет замыкать и размыкать контакт через заданный промежуток времени. Для этой цели у меня нашелся Французский таймер с регулировкой от доли секунды до нескольких суток. Но все эти функции уже есть в нашем микроконтроллерном блоке управления, поэтому для поворота лотка нам достаточно использовать любой маленький моторчик с редуктором, а управление им возьмет на себя БУ.
Пункт 4. Блок управления.
Блок управления или сердце инкубатора, от которого зависит получите вы цыплят или нет.
С выходом в свет популярного микроконтроллера Atmel стало появляться множество интересных проектов, в том числе простых и очень надежных термостатов. Так мартовский проект из журнала Радио 2010 года перерос в полноценный законченный модуль управления инкубатором со всем возможным функционалом. А это: диапазон регулировок 35.0С — 44.5С., индикация и сигнализация в случае аварийной ситуации, регулировка температуры сложным алгоритмом с эффектом самообучения, автоматический поворот лотка, регулировка влажности.
При нагреве тэна (в нашем случае ламп накаливания) алгоритм подбирает мощность нагрева, благодаря чему температура выходит в баланс и может находиться постоянной с точностью 0,1гр.
Аварийный режим выручит, если повредились выходные симисторы, управление переходит на аналоговое реле и до момента устранения поломки поддержит температуру в допустимом диапазоне.
Для управления поворотом лотков, контроллер предоставляет диапазон регулировок до десяти часов, поддерживает наличие концевых выключателей наклона, так и без них, по установке времени включения мотора для прохождения нужного расстояния.
Автоматическая регулировка влажности управляется от второго электронного влажного термометра, психрометрический метод расчета и когда надо, включится нагрузка — распылитель или ультразвуковой генератор тумана с вентилятором.
Все манипуляции регулировок производятся тремя кнопками.
В схеме применяются температурные датчики DS18B20, погрешность которых с точностью в 0.1 градус можно выставлять из меню БУ.
Схема блока управления инкубатором на МК Atmega 8.
В зависимости от применяемых выходных силовых ключей, можно применять разные варианты выходных схем с разными точками подключения и вариантов прошивок.
* Если для управления тиристорами\симисторами применяются импульсные трансформаторы МИТ-4, 12 с точкой подключения (А), то применяется эта схема.
*Управление оптопарами МОС.
Прошивка — Фазоимпульсная , подключение в точке (А), применяются MOC3021, MOC3022, MOC3023 (без Zero-Cross)
Прошивка — Низкочастотной шим, подключение в точке (В), MOC3041, MOC3042, MOC3043, MOC3061, MOC3062, MOC3063 (с Zero-Cross)
Пункт 6. Нагреватель и вентилятор циркуляции воздуха.
На выход силовых ключей подключается две лампы накаливания по 40 Вт. каждая, далее параллельно лампам подключена схема питания вентилятора, который начинает вращаться вместе с включением ламп.
Источник
Контроллер для инкубатора на Arduino NANO (ATMEGA328)
Не так давно я занялся разведением домашней птицы. И начал с того, что приобрел инкубатор на 104 яйца, с автоповоротом и возможностью подключения резервного питания . Через год — еще один, поменьше, на 36 яиц. И был у них один общий недостаток. Реальная температура отклонялась от заданной в процессе работы ± 1,5-2°С (из-за инерции нагревателей). А это не очень хорошо сказывается на конечном результате.
Побродив по бескрайним просторам интернета, пересмотрел множество разнообразных схем, и даже опробовал некоторые. Решил собрать свой контроллер, за основу взял схему и прошивку с сайта arduinoprom.ru. И вот что у меня получилось:
Регулировка температуры — точность ± 0,1°С
Симисторное управление нагревателем. Чем ближе показания температуры к заданной, тем меньше мощность нагревателя
Калибровка показаний датчика температуры
Полное отключение нагревателя при достижении заданной температуры.
Автоматический поворот лотков по заданному интервалу времени.
Регулировка влажности — ± 10% от заданной.
Опция не обязательная, но желательная, особенно для водоплавающих.
Включение вентиляции при высокой влажности ( больше 10% от заданной). Еще можно програмно добавить принудительную вентиляцию по таймеру. Опция нужная, особенно для больших инкубаторов (на 200 яиц и больше)
Аварийная сигнализация при низкой / высокой температуре
Все опции настраиваются через меню.
Структурная схема для Ардуинки :
Схема на ATMEGA328 с обвязкой :
Контроллер был собран и опробован в самодельном инкубаторе (склеил коробку из пеноплекса 🙂 ). За три месяца практически безпрерывной работы (выключал, для того чтобы помыть и просушить коробку перед очередной закладкой) вывел примерно 80 голов разной птицы.
Для первого «опытного образца» плату делал по технологии ЛУТ,
По окончании сезона контроллер был разобран , и перепаян на плату, заказанную в на PCBWay. Ждал правда долго. Лежали мои платы три месяца на китайской почте и ждали, когда откроют границы.
Размер плат 80х100 мм. За 10 плат (по 5 каждого варианта) заплатил $7 (Ардуино) и $12 (Атмега328) с доставкой
Собранная плата на Ардуино :
А эта на АТМЕГА328 :
Всем добра и здоровья! Да и не пинайте сильно )))
Источник
